2018 Fiscal Year Annual Research Report
Identification of muscle synergy in human standing based on motor learning
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18H03165
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
神崎 素樹 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (30313167)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 運動学習 / 立位制御 / 視覚運動変換 / 足圧中心動揺 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの巧みな動きは、運動の実行・修正を繰り返すことで獲得される（運動学習）。ヒトの静止立位は、内部モデルの修正（オフライン修正）だけでなく、動作中のフィードバック情報による修正（オンライン修正）にも大きく依存する不安定な運動である。本年度は、視覚運動変換課題を用いて、立位姿勢制御における視覚情報と運動との関係を反映した内部モデルがどのように修正されるのかを明らかにし、運動学習が立位姿勢制御に与える影響について検討することを目的とした。被験者は、ヘッドマウントディスプレイを装着した状態で床反力計上に立ち、画面に表示された自身の足圧中心位置を画面内を移動する標的に向かって追従させる視覚追従課題を行った。標的は、足圧中心変動の中心位置（基準点；閉眼30秒間の静止立位から測定）から身体の前後（矢状面）方向半径2㎝の揺れに対応し、軸上を正弦波上（4秒間で1周期）に連続的に移動するものとした。被験者には足関節を中心として身体を前後に傾け、足圧中心を標的に追従させるよう指示した。課題の途中で、画面に表示された足圧中心位置が実際の足圧中心位置から基準点を中心として反時計回りに回転するような視覚回転外乱を与え、回転外乱に対する視覚運動変換の修正過程を定量した。その結果、視覚外乱に対して立位は不安定になったが、試行を重ねる毎に外乱に応じた立位制御を行うようになった。この結果より、視覚運動変換の修正が静止立位制御に与える学習効果について明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
外乱による立位の運動学習について、視覚運動変換課題を採用した。当初は、被験者の前に設置したディプレイに運動課題を呈示する予定であったが、視覚のみに限定した外乱にするために、本年度、ヘッドマウントディスプレイによる視覚外乱を試みた。この試みにより、視覚のみに適切に外乱を与えることが可能となり、視覚運動変換課題による立位の学習効果を的確に捉える実験系を構築することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
視覚外乱の回転角度が最終的に30度となり、視覚外乱による立位制御が難しい課題となった。視覚外乱の回転角度を小さく、足圧中心の移動距離を小さくし、さらに移動パターンを簡略化し、より簡単な立位課題にすることにより、立位制御の運動学習効果を検討する必要がある。また、視覚外乱だけでなく、床面の移動などの体性感覚外乱およびガルバニックスティムレーションによる前庭外乱などにより、前庭系・視覚系・体性感覚系外乱によるこれら系の統合した観点から立位の運動学習を捉える必要がある。
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